JPS608373B2 - 車輌用自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等の車鋼用自動変速機に係り、特に互に
係合が切換えられることによりアップシフトまたはダウ
ンシフトを行う少なくとも一つがブレーキである二つの
摩擦係合装置によるシフト時の変速タイミングを制御す
るものに関する。

一般にこの種の車輪用自動変速機においてはアップまた
はダウンのシフト時にもエンジンの動力が伝達されてい
るため、変速タイミングが不適当な場合にはエンジンの
回転が吹き上ったりしまたはトルク変動が増大して衝撃
を生じフィーリングが悪くなる。そこで従来このような
シフトを円滑に行うためも一方向クラッチを組合わせる
こ方法が提案され実際に例えば第１速と第２途のシフト
に採用されているがしすべての変速段のシフト時に採用
すると自動変速機が大型化してコストも高くなる。また
一方向クラッチは逆回転の際に空転してエンジンブレー
キが効かなくなるため「エンジンドライブ用の手段が別
個に必要になって油圧制御装置の構造も複雑になる。従
ってエンジンブレーキ作用に鑑み一方向クラッチを使用
しないでｔクラッチ用摩擦係合装置とブレ−キ用摩擦係
合装置をタイミング良く孫合または解放作用してシフト
を行うことが好ましい。またこの制御をすべて油圧によ
って行なえば、油圧回路が複雑、大型化し、正確なコン
トロールが困難である。本発明はこのような点に着目し
第一の変速段を得る第一の摩擦係合装置と第この変速段
を得る第二の摩擦係合装置が遊星歯車装置の同一の入力
要素に設けられるような車輪用自動変速機において、第
一の変速段と第二の変速段の間の変速時のタイミングを
最適にして変速による衝撃を緩和する電気−油圧制御装
置を提案するものである。即ちこのような第一及び第二
の摩擦係合装置のうちのブレーキ側の摩擦係合装置にお
いて一方の摩擦要素を鞠方向移動可能に保持する保持部
村を自動変速機のケースに対し若干回転し得るように構
成し、油圧制御装置において変速弁から摩擦係合装置に
至るライン油圧給排油路にソレノィド首こよって作動す
る切換弁を設け、またはその切換弁と共にライン油圧給
排路から分岐して摩擦係合装置に至る分岐油路に調圧弁
を設け、アップシフト時では摩擦係合装置の摩擦要素保
持部材に作用するトルクの方向又はこれに基〈変位をロ
ードセルによって電気的に検出し、ダウンシフト時では
摩擦係合装置の摩擦要素の相対すべりの方向を同様に検
出して上記ソレノイド電流をコントロールして功襖弁を
作動し〜変速時の摩擦係合装置の油圧を制御するもので
ある。以下に本発明を図面の実施例により詳細に説明す
る。

まず第１図において本発明による車鋼用自動変速機につ
いて説明すると「 エンジンの出力軸１がトルクコンバ
ー夕２を介して変速機入力軸３に結合され「 この入力
軸３がフロントクラッチ４を介して第一の中間軸５に結
合されると共に、一つの摩擦係合装置であるリャクラッ
チ６を介して第二の中間軸７１こ結合されている。これ
らの中間軸ふ れまシンプソン式の遊星ギャ覇を介して
出力藤鮒こ結合され、第二の中間軸蟹と一体的なりヤク
ラツチ６のリヤクラッチドラム６ａに他の一つの摩擦係
合装置であるフロントブレーキ１０が設けられ、遊星ギ
ャ８のピニオン８ａを支承するキャリア８ｂに一方向ク
ラッチ亀量とＩＪヤブレーキ母２が設けられている。こ
うしてエンジン出力軸蔓からのエンジン動力がトルクコ
ンバータ２を経て入力軸３に伝達されｔ更にフロントク
ラッチ亀の係合により第一の中間軸５を経て、フロント
クラッチ４と共にリャクラッチＳの係合により第二の中
間軸７を経て遊星ギャｇもこ伝達される。またフロント
ブレーキ軍８の係合によりリヤクラッチドラム６ａ、第
この中間軸？と共に遊星ギャ８の共通なサンギャ８ｃが
固定され、一方向クラッチ亀軍の作用またはリャブレー
キ１２の係合によりキャリア８りが固定され、これらの
摩擦係合装置のクラッチ亀軍 ６， ｌｉとプレーキー
仏 １２を選択的に係合することにより遊星ギャ登で前
進３段後進１段の変速が行われ、その各変速段の動力が
出力軸鮒こ取出される。即ちフロントクラッチ４の係合
と一方向クラッチ１１の作用で第１遠が得られ、一方向
クラッチ１１の代りにフロントブレーキ毛のの係合で第
２遠が得られ、フロントブレーキ軍Ｑの代りにリャクラ
ッチ６の係合で第３速が得られ、リャクラッチ６とりャ
ブレーキ亀２の係合で後進段が得られる。そこで本発明
はこのような車軸用自動変速機において、第２途を得る
フロントブレーキ富Ｑと第３遠を得るリャクラッチ６に
適用されるもので、第２遠から第３遠へのアップシフト
時と第３速から第２遠へのダウンシフト時に「それぞれ
フロントブレーキ亀０の解放または係合作用がタィミン
グ良く行うように制御される。

そのため第２図と第３図に示されるように、ミッション
ケース１３の内周部に比較的幅の広いスプラィン１４が
形成され、フロントブレーキＩＱのドラム１６における
外周部にスプライン１４より幅の狭いスプラィン１６が
形成され、これらのスプライン１４，１６の噛合いによ
りドラム１５がミッションケース１３に隙間ａだけ正逆
回転することができるように組付けられる（正転はエン
ジンと同一回転方向）。

こうして回転可能に組付けられたドラム１５にロッド１
７が取付けられると共に、従来と同様に摩擦係合用の一
つの摩擦要素をなすプレート１８、リアクションプレー
ト１９がスプラィン結合され、後述の油圧サーボにおけ
るピストン２０がスプリング２１の力に抗して移動すべ
く装着される。プレート１８、リアクションプレート１
９の間には前述のリャクラッチ６のドラム６ａと一体的
なハブ６ｂに鞠方向移動可能にスプラィン鉄合した他の
一つの摩擦係合をなすラィニングプレート２２が介在さ
れ、これらのプレート１８，１９，２２を押圧して一体
的に摩擦接触することによりフロントブレーキ１０が係
合状態になり、リャクラッチ６のドラム６ａ、ハブ６ｂ
等の回転が拘束されて遊星ギャ８のサンギャ８ｃを固定
する。一方、ドラム１５はロッド１７を介してエンジン
の回転方向と逆のトルクがフロントプレーキー０１こ作
用する時、ロードセル２４を加圧する。ロードセル２４
はロードセル受け２３と２３′の間にスプリング５０を
伴って支持されている。第４図にフロントブレーキ１０
のトルクとロードセル２４の電流との関係を示す。また
第５図において油圧制御装置について説明すると、油圧
源２６、調圧バルブ２７、１一２シフトバルブ２８及び
２一３シフトバルブ２９が油路３０，３０ａ，３０ｂに
よりシリーズに連結されている。２−３シフトバルブ２
９はボート３１なし、し３３、ドレンポート３４，３５
と、車遠信号「エンジンの出力信号による変速パターン
に基づき電気的にコントロールされるソレノイド６０、
該ソレノィド‘こよって開閉されるオリフィスボート６
１、該オリフィスポートの開閉によって内圧を制御され
る圧力室６２「該圧力室内の圧力によって切換動作され
るスプール３６を有し、第２遠の場合はソレノイド６０
が通電されスプール３６がスプリング６６の作用により
左方へ移動してボート３１と３２を運通し、車遠の増大
により第３遠になると、ソレノィド６０が非通電となり
スプール３６が図示の状態となり、ボート３１と３３を
運通すべく動作する。

このような２−３シフトバルブ２９のボート３３からの
油路３７にはオリフイス／チェックバルブ３８とアキユ
ムレータ３９が設けられて、リャクラッチ６の油圧サー
ボ６′に連結され、ボート３２からの油路４川こもオリ
フイスノチエツクバルブ４１とアキユムレータ４２が設
けられるが、フロントブレーキ１０の油圧サーボ１０′
の手前においてタイミングバルブ２５に連結される。タ
イミングバルブ２５は油路４０と連結するボート４３、
フロントブレーキ１０の油圧サーボ１０′からの油路４
４と連結するボート４５、ボート４６、前述のロードセ
ル２４の電圧信号により制御されるソレノィド６３、該
ソレノィ日こより開閉されるオリフィスポート６４、該
オリフィスポートの開閉によって内圧を制御される圧力
室６５、該圧力室内の圧力によって切換作動されるスプ
ール４７、スプリング４８を有し、ボート４３と４５、
または４５と４６を蓬通すべく切換動作する。また油路
４０のオリフィスノチェックバルブ４１より上流側から
分岐する瓶路４９には調圧バルブ５２が連結されている
。調圧バルブ５２は油路４９と接続されたボート５４、
油路５５を経てタイミングバルブ２５のボート４６と薮
接続されたボート５６、ドレンポート５７、ボート５４
，５６，５７間の運通及び遮断を制御するスプール５８
、該スプールの一端にボート５６の油圧を作用させる圧
力室５３、スプール５８の他端にばね力を与えるスプリ
ング５９を有し、油路４９から供給されるライン圧をフ
ロントブレーキ１０のピストンがリターンスプリング２
１に打勝って更に僅かに摩擦係合装置を加圧させる程度
の圧力に調圧する。従ってこの油圧がサーボ１０′に供
給されると、摩擦係合装置はスリップする状態となり、
この回転スリップの方向にフロントブレーキ１０１こト
ルクが発生し、このトルクがロードセル２４によって検
知される。尚、かかる調圧バルブは自動変速機の入力軸
と出力軸の回転数の比較から摩擦係合装置の同期速度を
検出して摩擦係合装置の切換を行わせる場合にも有用で
ある。このように構成された油圧制御装置を第４図、第
６図、第７図の糠図を用いて説明すると、まず第２速の
場合は第１速の場合と同様にフロントブレーキ１０のド
ラム１５がエンジン回転方向と逆方向に、即ち第３図で
見て反時計方向に回転してロッド１７がロードセル２４
を加圧し、ロードセル電流を発生している（第４図参照
）。

この時は図には示されていない電気回路によりソレノィ
ド６３は通電されず、タイミングバルブ２５はボート４
３と４５とを、即ち油路４Ｑと４４とを蓮通し、フロン
トブレーキ１０の油圧サーボ１０′に油圧が供給されて
おり、逆にリャクラッチ６の油圧サーボ６′は２一３シ
フトバルブ２９のドレンポート３５により排圧されてい
る。そこでこのような第２速から第３遠へのアップシフ
ト時、２一３シフトバルブ２９により油路３０の油圧が
油路３７に導かれて、油路４０はドレンポート３４に蓮
適する。そのためリャクラッチ６の油圧サーボ６′に給
油されてその油圧がオリフイス／チェックバルブ３８と
アキュムレータ３９の作用により、第６図のａにおける
曲線Ｂのように上昇し「フロントブレーキ１０の油圧サ
ーボ亀０′は排圧されてオリフイスノチエツクバルブ４
１とアキユムレー夕４２の作用でその油圧が曲線Ａのよ
うに低下する。従って１」ャクラッチ６の方は係合して
エンジン動力を伝達し、逆にフロントブレーキ１川ま解
放されてリャクラッチ６のドラム６ａの駒遠を解くよう
になるが、変速初期においては油圧サーボ１０′の油圧
と共にフロントブレーキＩＱの係合力の方が大きいため
、リャクラッチ６の摩擦係合用のプレートは適宜すべり
つつ動力伝達を行っている。その後時間ｔで油圧サーボ
６「の油圧が上昇してリャクラッチ６の係合力が増加し
ドラム６ａ「ハブ６ｂがエンジンと同じ方向に回転され
るようになる。一方フロントブレーキ色川こおいては油
圧サーボＩＱ′の油圧が低下しているもの）引続いてプ
レート１８とライニングブレ−ト２２が弱系合しリャク
ラッチ６による回転トルクがドラム１５に作用している
ため、ドラム亀５のトルクは第６図のｂのように急激に
低下してやがて零になり「次いで第３図の矢印のように
ドラム１５がエンジンと同じ方向に回され、ロッド１７
がロードセルの加圧をやめ、ロードセル電流が零まで低
下する。するとタイミングバルブ２５のソレノィド６３
が通電され、スプール４７がスプリング４８の力により
左側に移動して「ボート４５と４６が、即ち油路４４と
５５が蓮適するようになる。すると謙圧バルブ５２を経
てサーボ１０′の油圧が急速に排出され、第７図ａのＡ
′の様になる。これに伴いフロントブレーキ１０が完全
に解放された状態になって第３速に変速される。従って
この時以降はリャクラッチ６によるエンジン動力の伝達
が何等拘束されることなく、出力軸トルクは第６図のｃ
の曲線における部分ｃ′のように立上つてロスが最小限
度に押えられる。ここで完全に変速が終了した時点（た
とえばシフトバルブ２９のソレノィド６０が作動して１
秒後）でタイミングバルブ２５のソレノィド６３の通電
は停止され、タイミングバルブ２５のスプール４７は右
方へ移動する。尚第６６図のａ乃至ｃにおける破線は「
本発明による変速タイミングの制御が行われない場合の
ものを示し、フロントブレーキ１０の係合が長引くと「
リャクラツチ６の係合力が増加し出力軸トルクが低下し
て変速時のトルク変動が増し、シフト時に強い衝撃が生
じる。また逆に第３遠から第２速にダウンシフトされる
場合は〜 ２一３シフトバルブ２９の切換動作により油
路３７がドレンポート３５に蓮通して油圧サーボ６′が
排圧され、その油圧がオリフィスノチェックバルブ３８
とアキュムレータ３９の作用により第７図のａにおける
曲線Ｂのように低下してリャクラッチ６を解放するよう
になる。

シフトバルブ２９のシフト信号と同時にソレノィド６３
は通電可能状態となりトこの時フロントブレーキ軍０‘
ま非係合状態であるため、フロントブレーキにはトルク
は発生せず〜 ロードセル２４の出力電圧は零であり「
従ってソレノィド６３は直ちに通電され、タイミングバ
ルブ４７は左方へ移動しトフロントブレーキ１０へ調圧
バルブ５２の低い圧力（たとえば１．０ｋｇ〆の）が供
給される。この油圧がフロントブレーキのピストンを移
動させ、僅かに摩擦係合装置を加圧するためｔ そのひ
きづりでドラム１５をエンジンと同一方向へ回転させる
。この時調圧バルブ６２の絞り作用で油圧サーボ１８′
の油圧は、第Ｔ図のａの曲線Ａにおける部分Ａ′′のよ
うに低い値に保持される。そして時間ｔ′で油圧サーボ
６′の油圧が排出されて零になりリャクラッチ６が完全
に解放された状態になると、そのドラム６ａの回転が第
７図のｂのように零になった後エンジン回転方向と逆方
向に回転し始める。そのためフロントブレーキ１０のド
ラム１５もエンジン回転方向と逆方向に回り、この時ロ
ードセル電流が発生し、ソレノィド６３が非道電となり
、タイミングバルブ２５のスプール４７が右側へ移動し
、ボート４３がボート４５と運通する。この結果時間則
′で油圧サーボ１０′の油圧は第７図のａの曲線Ａにお
ける部分Ａ…のように急上昇し、これに伴いフロントブ
レーキ１０の係合が達成されて第２途に変速される。ま
たこのようにフロントブレーキＩＱの係合がリャクラツ
チ６の解放時迄引延ばされてリャクラッチ６によるエン
ジン動力の伝達を何等拘束しないようになるため「出力
軸トルクは第７図のｃの部分ｃ″のように油圧サーボ６
′の油圧がほとんど零になる極短時間の間少し低下する
に止まる。なお第７図のａ？ｃの破線も前述と同様に、
本発明による変速タイミングの制御が行われない場合の
ものを示し「ブレーキ圧Ａが増加すると（ドラム６ａの
回転がヱンジジンと同一回転方向時）エンジン回転の急
激な上昇で大きくトルク変動し「また逆にブレーキ圧Ａ
の立上りが遅れるとドラム６ａがエンジン回転方向と逆
に回転してエンジンが吹上り、シフト時に強い衝撃が生
じる。以上に説明したように本発明によると、アップシ
フト時は解放側のフロントブレーキ１０がそのドラムト
ルクが零になった時点で一気に解放され「ダウンシフト
時は係合側のフロントブレーキＩＱが解放されるリャク
ラッチ６のドラム回転数が零になった時点で同じように
一気に係合されるようにシフトされ、第６図及び第７図
のｃから明白なように大きなトルク変動を起さないよう
にされ、同時に解放や係合の遅れによるエンジン回転の
吹き上りもなくなるのでフィーリングが非常によくなる
。

またこのようなシフト時のタイミング制御が互に係合を
切換えるリャクラッチ６とフｏントブレーキ１０の一方
のフロントブレーキ側のみで行われるため、タイミング
が取り易く構造も簡単である。なお本発明は第１図の自
動変速機、第２遠と第３遠のシフトの場合にのみ限定さ
れるものでないことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車繭用自動変速機の一例を示す縦
断面図、第２図は車鋼用自動変速機における要部を拡大
して示す断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ断面図、第４
図はフロントブレーキ１０のトルクとロードセル２４の
電流の関係を示す線図、第５図は本発明による油圧制御
装置の一例を示す回路図、第６図のａないしｃはアップ
シフトの場合の本発明による特性を示す線図、第７図の
ａないしｃはダウンシフトの場合の本発明による特性を
示す線図である。 １〜出力鞠、２〜トルクコンバータ、３〜変速機入力軸
、４〜フロントクラッチ、５〜第一の中間軸、６〜１」
ャクラッチ、６′〜油圧サーボ、６ａ〜ドラム「 ６ｂ
〜ハブ、７〜第二の中間軸、８〜遊星ギヤ、８ａ〜ピニ
オン、８ｂ〜キャリヤ、８ｃ〜サンギヤ、９〜変速機出
力軸、１０〜フロントブレーキ、１０′〜油圧サーボ「
１１〜一方向クラッチ、１２〜リヤブレーキ、１３〜
ミッションケース、１４〜スプライン、１５〜ドラム、
１６〜スプライン、１７〜ロッド、１８〜プレート、１
９〜リアクションプレート、２０〜ピストン、２１〜ス
プリング、２２〜ライニングプレートト２３，２３′〜
ロードセル受け「 ２４〜ロードセル、２５〜タイミン
グバルブ、２６〜油圧源、２７〜鯛氏バルブ、２８〜１
一２シフトバルブ、２９〜２−３シフトバルブ、３８，
４１〜オリフイスノチエツクバルブ、３９，４２〜アキ
ユムレータ、５２〜調圧バルブ、３０，３７，４０，４
４，４９，５３，５５〜油路、３６，４７９ ６８〜ス
ブール、６０，６３〜ソレノイド。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケース１３と、入力軸３と、出力軸９と、一つの中
   間軸７を含む歯車装置８と、第一の油圧サーボ６′を含
   み前記入力軸と前記中間軸とを選択的に線続する第一の
   摩擦係合装置６と、第二の油圧サーボ１０′を含み前記
   中間軸を選択的に制動する第二の摩擦係合装置１０とを
   有し、前記第一の摩擦係合装置が係合することにより第
   一の変速段（第３速）が達成され、前記第二の摩擦係合
   装置が係合することにより第二の変速段（第２速）が達
   成されるようになつており、前記第二の摩擦係合装置は
   互に係合する第一と第二の摩擦要素１８，２２と該第一
   の摩擦要素１８と係合しこれを軸線方向に移動可能に保
   持するドラム１５とを含んでおり、前記ドラムは前記ケ
   ース内に該ケースに対し或る小さな角度だけ回転可能に
   装着されており、前記第二の摩擦要素２２は前記中間軸
   に接続されており、前記中間軸は前記第一の摩擦係合装
   置が係合されてエンジンドライブ状態にあるときに前記
   入力軸により第一の回転方向（第３図の矢印方向）に駆
   動され、前記中間軸は前記第二の摩擦係合装置が係合さ
   れてエンジンブレーキ状態にあるとき前記出力軸により
   前記第一の回転方向に駆動され、前記中間軸は前記第二
   の摩擦係合装置が係合されていてエンジンドライブ状態
   にあるとき前記出力軸の回転に対する反作用によつて前
   記第一の回転方向に対し反対の第二の回転方向に駆動さ
   れるようになつており、前記ドラムが前記第一及び第二
   の回転方向のいづれか一方に駆動されたときこれに応じ
   て駆動され電気信号を発生するロードセル２４と、更に
   油圧制御装置を含み、該油圧制御装置は油圧源２６と、
   該油圧源からの油圧を前記第一の油圧サーボへ供給し前
   記第二の油圧サーボの油圧を排出する作動と前記油圧源
   からの油圧を前記第二の油圧サーボへ供給し前記第一の
   油圧サーボの油圧を排出する作動との間で切換られるシ
   フトバルブ２９と、第一及び第二のポート５４，５６を
   有し前記油圧源から前記第一のポート５４へ供給された
   油圧より前記第二のポート５６に或る予め定められた低
   い油圧に低減された油圧を発生し前記第二のポートより
   油圧が加えられたときこれをドレンさせる調圧バルブ５
   ２と、前記シフトバルブと前記第二の油圧サーボとを接
   続する通路手段にして主通路４０とバイパス通路４９，
   ５５とを含み該バイパス通路の途中に前記調圧バルブを
   含む如き通路手段と、前記電気信号に応答して切換えら
   れ前記ドラムが前記ケースに対し前記第二の回転方向に
   回転駆動されたとき前記通路手段を前記主通路へ切換え
   又前記ドラムが前記ケースに対し前記第一の回転方向に
   回転駆動されたとき前記通路手段を前記バイパス通路へ
   切換えるよう構成されたタイミングバルブ２５とを有し
   ていることを特徴とする車輌用自動変速機。